沼气发电是一个系统工程，它包括沼气生产、沼气净化与储存、沼气发电及上网等多项单元技术的优化组合。沼气发电始于上世纪70年代初期。国外是为了合理、高效地利用在治理有机废弃物污染中所产生的沼气。我国沼气发电的研究与应用也有多年的历史，由于开始使用的沼气大都是农村中以植物和粪肥等有机废弃物在沼气池中经过厌氧发酵产生的，虽然沼气地面广、量大，但产气量小、发动机功率也小，且沼气的产生常常受气候的影响，沼气的成分、热值和产气量都不稳定。近年来，随着大中型沼气工程在各地农、牧、禽场中的建设，一些发动机工厂相继改装和生产出功率较大的沼气发动机，并应用于某些地区的大中型沼气发电工程中。
工艺概述 畜禽场鲜粪通过上料系统投入厌氧消化器（或在计量池内混合后泵入厌氧消化器）。畜禽舍冲洗水汇集到计量池，直接泵入厌氧消化器的前部，在消化器内搅拌装置作用下，配置成高浓度的发酵液（TS浓度在9%左右）。为保持沼气池内的温度在36℃左右，沼气池内设有盘管装置，热源为太阳能或其它外部供热。粪污经厌氧消化，产生的沼气经脱硫、脱水、脱杂净化后进入发电系统进行发电。沼渣、沼液经平板滤池过滤脱水，分离的沼渣作为有机肥，沼液进入贮存池作为液态有机肥直接施用于农田或处理达标后排放。
一个完整的大中型沼气发电工程，无论其规模大小，都包括了如下的工艺流程：原料（粪污）的收集、预处理、厌氧消化系统、出料的后处理系统、沼气净化系统、沼气发电系统、电气及控制系统、余热利用系统等、循环冷却系统、静音系统等。
如今，除西藏区以外，我国内地其他所有省市区均建设了大中型沼气发电项目，仅2009年，获得发改委批复的沼气发电CDM项目就有28个，其中大多数为垃圾填埋场的沼气发电项目，部分为养殖场发电及工业废料（酒精厂）发电项目。除这些较大的项目申请了CDM项目外，国内还有众多小型沼气发电工程。
如今，国内很多废水厌氧处理的沼气，CH4含量在50-60%之间，如果选用合适的沼气发电机组，每方沼气可发电2.2-2.6度，而如今很多企业为节省投资，上容量小的机组，每方沼气只能发1.8度电。以17000M3/天，热值为25MJ/M3沼气为例，每方沼气发1.8度电的机组比每方沼气发2.6度电的机组每年少发300多万度电。
沼气中杂质含量如 Si 、 HS 等应控制在一定的范围内，沼气的温度为 10~60 ℃，压力为 0~5kpa ，具体见沼气的气质要求，一般禽畜粪厌氧处理的沼气都能满足发电的气质要求，污水处理沼气需要脱硫等处理，垃圾填埋沼气需要脱水等处理。
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